Основные положения молекулярно-кинетической теории и её опытное подтверждение. Высокая награда за высокое давление Опыт бриджмена просачивание масла через сталь
Перси Уильямс Бриджемен
Фото с сайта nobelprize.org/
БРИДЖМЕН Перси Уильяме (1882- 1961) - американский физик и философ; профессор математики и естественной философии Гарвардского университета (Кембридж); лауреат Нобелевской премии за работы по физике высоких давлений (1946). В философии Бриджмен - основатель и глава субъективно-идеалистического течения, наз. операционализмом. Философские взгляды Бриджмена изложены в книгах «Логика современной физики» (1927), «Природа физической теории» (1936).
Философский словарь. Под ред. И.Т. Фролова . М., 1991, с. 52.
Бриджмен (Bridgman) Перси Уильяме (21.4. 1882, Кембридж, Массачусетс,- 20. 8. 1961, Рандолф, Нью-Хэмпшир), американский физик и философ. Нобелевская премия по физике (1946). В трактовке познания Бриджмен близок к инструментализму (в истолковании проблемы значения понятий) и к солипсизму (в истолковании опыта). Абсолютизируя эмпирический аспект науки, Бриджмен недооценивал фактическую роль абстрактного мышления и абстракций. Он считал бессмысленными теоретические понятия, неверифицируемые в опыте. Идею связи значения понятия с совокупностью действий (операций), ведущих к их применению, Бриджмен перенёс в методологию науки и теорию познания в качестве общего принципа: определять научные понятия, по Бриджмену, надо не в терминах других абстракций, а в терминах операций опыта (операциональное определение понятий). Этот тезис послужил основой в целом идеалистические программы операционного построения языка науки. См. Операционализм.
Философский энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия. Гл. редакция: Л. Ф. Ильичёв , П. Н. Федосеев , С. М. Ковалёв, В. Г. Панов. 1983.
Сочинения: Logic of modern physics, N. Υ., 1927; The nature of some of our physical concepts, N. Y., 1952; Reflections of a physicist, Ν. Υ., 19551; Way things are, Camb., 1959.
Бриджмен (Bridgman) Перси Уильяме (21 апреля 1882 Кембридж, США - 20 августа 1961, Рандолф, Нью-Хэмпшир) - американский физик и философ науки, теоретик операционализма; лауреат Нобелевской премии по физике (1946). Окончил Гарвардский университет (1904), с 1908 преподаватель в нем, с 1919 - профессор. В 1926-35 - профессор математики и философии природы в университете Хиттинса, в 1950-1954 годы - вновь в Гарвардском университете. Член американской Академии искусств и наук, Американского философского общества, а также др. научных обществ.
Бриджмен был экспериментатором в области физики и техники высоких давлений. Широкую известность приобрела его книга «Анализ размерностей» (Dimensional Analysis. New Haven, 1922; рус. пер.: М., 1934). Занимался осмыслением логической структуры, языка и природы физической науки, а также философскими вопросами. Как и неопозитивисты, Бриджмен сосредоточил свое внимание на анализе понятийной структуры физики и поиске эмпирических оснований для теоретических конструктов. В духе инструментализма Бриджмен отождествлял значение понятия с набором операций, при этом определял операционалистский метод как совокупность поэтапных действий - практических и мыслительных экспериментов - по определению значений. Он предполагал, что язык науки должен содержать высказывания, все понятия которого имеют референты. В книге «Способ существования вещей» (The Way Things Are. N.Y., 1959), посвященной общегносеологическим вопросам, Бриджмен определяет философские теории как вербальные эксперименты, свидетельствующие о возможностях мышления и фантазии человека, а также о социальной потребности в таких экспериментах, а не о природе мира.
На операционализм Бриджмена опирался Дж. Дьюи в обосновании своей версии инструментализма. Высокую оценку его теория получила у представителей Венского кружка (Г. Фейгл), а также оказала влияние на исследования в области социологии и психологии (прежде всего бихевиоризм Б. Ф. Скиннера). Развиваемые в книге «Интеллектуальный индивид и общество» (The Intelligent Individual and Society. N.Y., 1938) идеи интеллектуальной свободы и ответственности вызвали широкий резонанс среди американской интеллигенции.
Сочинения: The Logic of Modem Physics. N.Y., 1927; The Physics of High Pressure. N.Y., 1937; The Nature of Thermodynamics. Cambr. Mass., 1941; The Nature of Some our Physical Concepts. N.Y., 1952; Reflections of a Physicis. N.Y., 1950; A Sophisticate"s Primer of Relativity. L., 1962.
Литература: Печенкин А. А. Операционалистская трактовка логики науки у Перси Бриджмена. - В кн.: Концепции науки в буржуазной философии и социологии. Вторая половина XIX-XX в. М., 1974.
Н. С. Юлина
Новая философская энциклопедия. В четырех томах. / Ин-т философии РАН. Научно-ред. совет: В.С. Степин , А.А. Гусейнов , Г.Ю. Семигин. М., Мысль, 2010, т. I, А - Д, с. 310-311.
Бриджемен (Bridgman), Перси Уильямс (21.04.1882 г. Кембридж, шт. Массачусетс – 20.08.1961 г. Рандолф, Нью-Хэмпшир), – американский физик и философ, профессор математики и философии в Гарвардском университете), лауреат Нобелевской премией 1946 года по физике: за усовершенствование методов получения высоких давлений, исследования свойств различных элементов и их соединений под давлением в десятки и сотни тысяч атмосфер, открытие новых модификаций, существующих только при очень высоких давлениях.
Перси Уильямс Бриджмен родился в Кембридже (штат Массачусетс). Он был единственным ребенком Раймонда Ландона Бриджмена, газетного репортера, публициста, и Мэри Энн Марии Бриджмен, в девичестве Уильямс. Вскоре после его рождения семья переехала в г. Ньютон, где Бриджмен рос, посещая приходскую церковь, играя в шахматы и занимаясь спортом. Учитель средней школы в Ньютоне посоветовал ему выбрать своей стезей науку.
В 1900 году Бриджмен поступил в Гарвардский университет, положив начало своему длительному сотрудничеству с этим учебным заведением (1900 – 1954 гг.). Он выбрал для изучения химию, математику и физику, получив с отличием диплом бакалавра в 1904 г.
В 1905 г. Бриджмен изобрел герметизированный метод изоляции сосудов с газом, находящимся под высоким давлением. Принцип конструкции Бриджмена состоял в том, что изолирующая прокладка, сделанная из резины или мягкого металла, была сжата под давлением большим, чем давление внутри сосуда. Запечатывающая пробка автоматически уплотняется по мере возрастания давления и никогда не дает течи независимо от величины давления, пока выдерживают стенки сосуда. За эту работу ему в том же году была присвоена степень магистра.
Создание высокопрочных закаленных легированных стальных сплавов, содержащих карбид вольфрама с кобальтовой добавкой (карболой), позволило Бриджмену использовать свои постоянно совершенствуемые аппараты для измерения сжимаемости, плотности и точки плавления сотен материалов в зависимости от давления и температуры. В своих работах он установил, что многие материалы под действием высокого давления становятся полиморфными, их кристаллическая структура меняется, допуская более плотную упаковку атомов в кристалле.
В 1908 году он стал доктором наук, защитив диссертацию о влиянии давления на электрическое сопротивление ртути, став, таким образом, научным сотрудником университета.
Его исследования порожденного давлением полиморфизма вскрыли две новые формы фосфора и «горячий лед» – лед, который устойчив при 180° по Фаренгейту и давлении около 20 тыс. атмосфер. В последующие годы исследователи, используя высокое давление, создали синтетические алмазы, кубические кристаллы нитрида бора и высококачественные кристаллы кварца. Бриджмен обнаружил, что высокое давление может повлиять даже на электронную структуру атомов, как это видно на примере уменьшения атомного объема элемента цезия при 45 тыс. атмосфер. Его исследования доказали, что при высоких давлениях, существующих в недрах Земли, должны происходить радикальные изменения в физических свойствах и кристаллической структуре горных пород.
В 1910 году Бриджмен становится преподавателем, в 1913 году – ассистент-профессором,
Во время первой мировой войны Бриджмен, работая в Нью-Лондоне (штат Коннектикут), создает систему звукового обнаружения для противолодочной борьбы. В 1919 году становится профессором.
Результат его научной работы огромен – 260 статей и 13 книг, что не в последнюю очередь связано с его отказом от всех общественных обязанностей: его никогда не видели на факультетских собраниях и очень редко – в университетском комитете. Заявление: «Меня не интересует ваш колледж, я хочу заниматься исследованиями», которое он сделал ректору университета, характеризует его как индивидуалиста, что выражалось также в его нежелании проводить совместные исследования или брать более самого необходимого числа аспирантов.
В 1920 году он в области методологии измерений сформулировал и дал систематическое изложение анализа размерностей (метода определения связи между физическими величинами по их размерности). Эта теория явилась результатом формировавшихся философских взглядов Бриджемена. Философская позиция, с которой решались Бриджменом указанная выше проблема, формировалась под влиянием инструментализма Дж. Дьюи , критических исследований в области оснований математики, начатых математическим интуиционизмом, и в особенности – методологических основ относительности теории А. Эйнштейна. Согласно Бриджмену, самым существенным методологическим результатом этой теории явилось указание на связь значения понятия с совокупностью действий (операций), ведущих к применению (или к формированию) понятия в каждом отдельном случае. Эта связь и выражает то, что Бриджмен назвал операциональным определением понятия, выдвинув тезис, согласно которому определение любого научного понятия должно быть только операциональным. Этот тезис послужил основой его, в целом идеалистической, программы операционного построения языка науки. Операционализм оформляется как идейное течение, претендующее на роль философско-методологической основы теоретического естествознания и обществ, наук. Начав с философской критики традиционного взгляда на формулы размерности как на выражение «субстанциальных свойств» физических величин и опираясь на установленную им зависимость размерностей от операций измерения, Бриджмен перенёс идею операционального определения понятий в методологию науки и в теорию познания в качестве общего принципа: «непогрешимое» определение понятий достигается не в терминах свойств, а в терминах операций опыта. Например, понятие длины, определяемое через абстракцию как общее свойство равных отрезков, – неоперациональное, «плохое»; оно превращает в реальность свойство, которое не верифицируется в опыте; напротив, метрическое понятие длины – операциональное, «хорошее»; опыт даёт нам только числовую оценку отрезка, которая может быть вычислена решением уравнения или определена измерением.
Продолжая работать в области сверх высоких давлений, он сконструировал оборудование с системой двойного сжатия, где мощный компрессор действует внутри сосуда с высоким давлением. Это позволило Бриджмену легко получал в небольших объемах давление около 100 тыс. атмосфер. Время от времени он изучал воздействие на вещество давлений, достигающих 400 тыс. атмосфер.
Во время второй мировой войны Опенгеймер , привлек своего учителя к работе в Манхетенском проекте, где Бриджмен работал над проблемой сжимаемости урана и плутония, внеся тем самым свой вклад в создание первой атомной бомбы.
В 1946 году Бриджмен был награжден Нобелевской премией по физике «за изобретение прибора, позволяющего создавать сверхвысокие давления, и за открытия, сделанные в связи с этим в физике высоких давлений».
В 1950 г. Бриджмен избирается университетским профессором и в 1954 году – почетным профессором в отставке.
Женился Бриджмен в 1912 году на Оливии Уэр, дочери Эдмунда Уэра, основателя Атлантского университета. У них были сын и дочь. Живя с семьей то в Кембридже, то в своем летнем доме в Рандолфе (штат Нью-Гемпшир), Питер, как его называли со студенческих лет, уделял много времени работе в саду, альпинизму, фотографии, шахматам, игре в ручной мяч, а также любил читать детективы и играть на фортепьяно.
В возрасте 79 лет, через 7 лет после своей отставки, Бриджмен узнал, что болен раком и что ему осталось жить несколько месяцев. Быстро теряя способность ходить и не найдя доктора, который облегчил бы ему уход из жизни, Б. покончил с собой 20 августа 1961 г. Он оставил записку, где говорилось: «Не очень порядочно со стороны общества заставлять человека самого делать подобные вещи. Вероятно, это последний день, когда я мог сделать это сам. П.У.Б.».
Бриджмен был членом Национальной академии наук, Американского философского общества. Американской академии наук и искусств. Американской ассоциации содействия развитию науки и Американского физического общества. Он был иностранным членом Лондонского королевского общества. Национальной академии наук Мексики и Индийской академии наук. Среди его многочисленных наград были медаль Румфорда Американской академии наук и искусств (1917 г.), медаль Эллиота Крессона Франклиновского института (1932 г.), премия Комстока Национальной академии наук (1933) и научная награда Американской исследовательской корпорации (1937 г.). Он обладал почетными степенями Бруклинского политехнического института, Гарвардского университета, Принстонского университета, Йельского университета и Стивенсовского технологического института.
(биографический указатель).
Исторические лица США (биографический справочник).
Президенты США (биографический справочник).
США в ХХ веке (хронологическая таблица).
Сочинения:
Logic of modern physics, N. Y., 1927; The intelligent individual and society, N. Y., 1938;
The nature of some of our physical concepts, N. Y., 1952;
Reflections of a physicist, 2 ed., N. Y., 1955; Way things are, Camb., 1959; в рус. пер. – Анализ размерностей, М. - Л.. 1934;
Физика высоких давлений, М. - Л., 1935;
Новейшие работы в области высоких давлений. М., 1948;
Исследования больших пластических деформаций и разрывов..., М., 1955.
The Logic of Modem Physics. N.Y., 1927;
The Physics of High Pressure. N.Y., 1937;
The Nature of Thermodynamics. Cambr. Mass., 1941;
The Nature of Some our Physical Concepts. N.Y., 1952;
Reflections of a Physicis. N.Y., 1950;
A Sophisticate"s Primer of Relativity. L., 1962.
Литература:
Печенкин А. А. Операционалистская трактовка логики науки у Перси Бриджмена. - В кн.: Концепции науки в буржуазной философии и социологии. Вторая половина XIX-XX в. М., 1974.
Приступив к экспериментальным работам по созданию высоких давлений в 1908 году, к 1933 году Перси Бриджмен с помощью своих приборов достиг давления 12 000 атмосфер (для сравнения: давление в стволе обычного ружья составляет сотни атмосфер).
Получив рекордные значения давления, он смог исследовать и описать:
Поведение жидкостей и твёрдых тел при гигантских давлениях (с учётом открытий других учёных, всего насчитывается 11 видов льда, часть из которых открыты именно Перси Бриджменом);
Изменение электрического сопротивление при гигантских давлениях и др.
Позже он создал аппарат, в котором доводил давление до 130 000 атмосфер при 1000 градусах.
В 1940 году Перси Бриджмену удалось получить синтетические кристаллы серного колчедана.
В 1946 году за комплекс проведенных исследований был удостоин Нобелевской премии по физике, цитируем: «за изобретение прибора, позволяющего создавать сверхвысокие давления, и за открытия, сделанные в связи с этим в физике высоких давлений».
Перси Бриджмен однажды заметил, что нетрудно получить новые результаты в физике, если вновь провести все известные эксперименты под сверхвысоким давлением. Необходимо отметить, что за исследование веществ при аномальных условиях получено ещё несколько Нобелевских премий другими учеными…
Чтобы осознать, зачастую одних знаний бывает не достаточно. А опыт имеет один недостаток. Осознание наступает тогда, когда его результаты уже отразились на твоей биографии, судьбе твоих близких. Порою уже поздно что-либо изменить...
Лекции по психологии мы не любили. Во-первых не наш профиль. Для нас, студентов физмата, рассуждения о психике, моторике, эмоциях, уровнях сознания, воспринимались как пустая трата времени. Есть законы физики, математические модели, описания этих законов. Все остальное демагогия, слабых на интеллект, людей. Ведь ни один их постулат не обосновывался математически. Да, и вообще все это не нужно будет нам, будущим специалистам.
Читал их нам доцент кафедры психологии, соседнего университета. Мы, как правило занимались на его занятиях своими делами. Кто готовился к коллоквиуму по теме - «Обратные гиперболические функции». Кто писал реферат - «Уравнения первого порядка. Приближенные методы интегрирования. «Метод последовательных приближений Пикара».
Одни названия придавали самоуважение и снисходительность ко всему окружающему. Все, что выходило за рамки этих обсуждений - пустое времяпрепровождение. Иррациональное использование возможностей интеллекта!...
В этот раз он вошел в аудиторию неожиданно и как-то по-особому. В чем это выражалось, сказать было трудно. Но все указывало на его решительность и загадочность. Началось с паузы. Он внимательно взглядом прошелся по всем присутствующим. Да, и мы, все притихшие, смогли наконец-то, всмотреться в своего лектора. За бешеным темпом студенческой жизни, отношением к предмету, как-то не пришлось обратить внимание на его образ.
А он оказался необычным. Возраста был неопределенного. Для старика - слишком моложав, а для молодого - слишком умудрен. Взгляд был пронизывающий, особенно без очков. Очки придавали взгляду вид рассеянного человека. А он был всегда в очках. Одет был подчеркнуто по другому, чем всегда. Угадывалось его желание обратить на себя внимание.
Улыбнувшись куда-то внутрь, он начал,
-вундеркинды вы мои. Вы думаете я вас не понимаю? Сам когда-то был студентом. И кроме физики ничего не воспринимал. Математика была для меня скучным, нудным обременением. Вот физика! Это Мысль, реализованная в Опыте! Все начинается с нее. Уже потом математики начинают колдовать и думать, как же описать все это явление в виде формулы. А мы уже пошли дальше.
Но на определенном этапе, я понял, что все законы вне восприятия человеком, не имеют смысла. И «заболел» психологией. К сожалению программу утверждаю не я. Поэтому все лекции, как -бы скучными ни были, обязательны. Сегодня сделаем исключение. Я познакомлю вас с некоторыми последними разработками в этой области.
В основе коммуникаций человека лежит информация. Психика, в некотором роде, является продуктом, результатом воздействия информации.
Она пронизывает все материальное. Без ее участия не проходит ни один процесс. Атомы выстраиваются в кристаллическую решетку, снежинки обретают неповторимый, индивидуальный рисунок, элементарные частицы взаимодействуя между собой, составляют материю - все пронизано информационным обменом. Вот вы учитесь по учебникам. Слушаете лекции. Читаете труды, монографии, конспекты своих товарищей. Вся эта информация передается через посредство электромагнитных полей. Свет, звук, радиоволны, электромагнитные поля.
Недавно Лауреат Нобелевской премии Бриджмен, показал, что передача информации возможна не только через посредство электромагнитных полей, но и через искажение физического вакуума.
То есть не обязательно говорить словами, воздействовать иными видами полей. Обстановка в аудитории, состояние лектора, состояние слушателей, то есть вас, это тоже оказывает воздействие на вас, на вашу психику. А психика вещь интересная. Она воспринимает состояние окружающей обстановки. Впитывает это состояние, информацию о ситуации, помимо желания и воли ее обладателя. Насыщенная обсуждением и впечатлением лекция, несет двойное воздействие на слушателей.
Вы обращали внимание, что в благополучных семьях вырастают не благополучные дети. Как? Почему?
Опыт показывает, что там, где нет искренности, отсутствует уважение, понимание и терпимость, ни книги, ни образование, заменить этого не смогут.
Искривление физического вакуума, которое запоминает и тиражирует все негативные моменты, глубоко, на подсознательном уровне, селятся в душу этих детей. И наоборот, атмосфера любви, ласки и понимания членов семьи, уважение личности, позволяет формироваться человеку высокой культуры, высоких нравственных начал. Дают дорогу вдохновению, таланту, предчувствию.
Я бы посоветовал рассмотреть наш курс именно с этих позиций. Ведь вы молодые люди, одержимые тягой к познанию. Почему бы не использовать законы природы во благо себе. От атмосферы в аудитории, лаборатории, предприятии, семьи зависит не только количественный результат. Не менее важен и качественный.
И потом, воспитание в себе способности восприятия информации через искривление физического вакуума, способствует феномену Озарения. Озарение - это когда накопленная вами информация вдруг таинственным образом, помимо вашей воли, выстраивается в законченный логический континуум. То есть идею, мысль. Не обкрадывайте себя. А я вам помогу в этом. Ведь вы умницы, уж коль сидите в этой аудитории...
После этой лекции все пересмотрели свое отношений к предмету.
А вдруг научимся Озаряться?..
В основе МКТ лежат три важнейших положения:
- все вещества состоят из мельчайших частиц (атомов, молекул, электронов, ионов);
- частицы вещества находятся в непрерывном хаотическом движении (его часто называют тепловым движением);
- частицы вещества взаимодействуют друг с другом.
Формирование основных понятий статистической физики.
Макроскопические тела – это большие тела, состоящие из огромного числа молекул.
Тепловые явления – это явления, связанные с нагреванием или охлаждением тел.
Тепловое движение молекул – это беспорядочное и хаотическое движение молекул.
Возможность механического дробления веществ, растворение вещества в воде, диффузия, сжатие и расширение газов.
Диффузия – явление проникновения молекул одного вещества между молекулами другого вещества. Броуновское движение мелких, взвешенных в жидкости частиц под действием ударов молекул
Для разрыва твердого тела необходимо некоторое усилие, в то же время твердые и жидкие тела трудно сжимаемы.
Капли жидкости, помещенные в непосредственной близости друг от друга, сливаются.
Опытное подтверждение МКТ.
Первое положение МКТ
1. Предположение о молекулярном строении вещества подтверждалось только косвенно. Поместим очень маленькую капельку масла на поверхность воды. Масляное пятно будет растекаться по поверхности воды, но площадь масляной пленки не может превышать определенного значения. Естественно предположить, что максимальная площадь пленки соответствует масляному слою толщиной в одну молекулу. Например, капелька оливкового масла объемом 1 мм 3 растекается по площади не более 1 м 2 . Отсюда следует, что размер молекулы масла порядка 10 -9 м.
2. Ещё одно подтверждение — опыт Бриджмена: масло, налитое в стальной сосуд сдавливают под сверхвысоким давлением, и замечают, что капельки масла появились на стенках сосуда. Вывод: масло состоит из мельчайших частиц, которые смогли пройти через промежутки между частицами стального сосуда.
Второе положение МКТ доказывает явление диффузии — взаимного проникновения молекул одного вещества в промежутки другого вещества.
1. Убедиться в том, что молекулы движутся, можно совсем просто: капните капельку духов в одном конце комнаты, и через несколько секунд этот запах распространится по всей комнате. В окружающем нас воздухе молекулы носятся со скоростями артиллерийских снарядов - сотни метров в секунду.
Скорость протекания диффузии увеличивается с ростом температуры.
2. В начале XIX-го века английский ботаник Броун, наблюдая в микроскоп частицы пыльцы, взвешенные в воде, заметил, что эти частицы пребывают в «вечной пляске». Причину так называемого «броуновского движения» поняли только через 50 лет после его открытия: отдельные удары молекул жидкости о частицу не компенсируют друг друга, если эта частица достаточно мала. С тех пор броуновское движение рассматривается как наглядное опытное подтверждение теплового движения молекул.
